- 智能傳感技術：讓電網有“觸覺”會“思考”
- 2019/3/27 華云興光伏3781
日前，南方電網數字電網研究院有限公司聯合廣東粵港澳大灣區(qū)國家納米科技創(chuàng)新研究院等機構，攜手共建智能傳感器創(chuàng)新鏈，重點聚焦數字電網、環(huán)境監(jiān)測、智能制造、車聯網等領域。
智能傳感器相當于工廠和機器的感官器官，是工業(yè)4.0場景的基石。據中國信通院數據顯示,近5年來，中國傳感器市場規(guī)模均保持兩位數的增長率。面對產業(yè)化、規(guī)?；?、特色化發(fā)展目標，我國智能傳感研究有哪些科研基礎和核心優(yōu)勢？如何助力實現支撐電網數字化轉型，實現降本增效及高質量供電？針對業(yè)界關心的熱點話題，記者采訪了相關專家。
從“融合極簡”到“形態(tài)極簡”
在數字中國建設的引領下，我國在智能傳感領域有了長足進步，傳感器產業(yè)已初步形成了長三角、珠三角、環(huán)渤海以及中西部地區(qū)4大區(qū)域集聚發(fā)展的產業(yè)空間格局。南方電網數字電網研究院有限公司智能傳感與芯片技術負責人李鵬在接受本報記者采訪時表示：“目前我國智能傳感領域在新材料、磁阻芯片、微型傳感器集成技術、低功耗MEMS技術等方面，已具備重要的研究基礎和核心優(yōu)勢，尤其是在電力行業(yè)，部分產品整體技術已達國際領先水平?！?br /> 據了解，電力傳感器可以讓電網擁有觸覺、聽覺、視覺、當前，我國電網數字化、網絡化、智能化轉型加速推進，既離不開電力傳感器技術創(chuàng)新的支撐，同時也將給電力傳感器發(fā)展帶來巨大機遇。
“目前我國的電力數字化相關產業(yè)仍處于發(fā)展初期，關鍵核心技術亟須突破，尤其是智能電力芯片、智能傳感器等領域，作為數字電網的‘大腦’和‘觸手’尚不完善，迫切需要加快相關技術和產品的研發(fā)?！崩铢i坦言，在產品應用方面，我國傳感器產品以低端產品或應用集成為主，傳感器的質量、價格、功能有待提高。未來，數字能源將走向融合極簡，包括架構融合、形態(tài)極簡、工程產品化，讓設備由多變少，由大變小，逐步小型化、輕量化、高精度化。
從技術“卡脖子”到產權“護城河”
目前，我國智能傳感行業(yè)還面臨哪些技術難題？李鵬分析認為，一是亟待突破傳感材料技術和工藝技術；二是針對數字傳感快速響應的特征，推動形成數字傳感、智能分析、精準控制的一體化體系，解決智能傳感器技術和應用的碎片化問題；三是推動形成多領域融合的傳感生態(tài)。
以電力行業(yè)為例，智能化、多學科、多領域融合將成為電力傳感行業(yè)的發(fā)展趨勢，物理設備與信息感知終端將深度耦合，多行業(yè)多領域技術將互融交匯，會更加注重多領域融合下的智能傳感關鍵性、基礎性、前瞻性技術研發(fā)。
“只有電力智能傳感關鍵性、基礎性、前瞻性技術研發(fā)同時并舉，推動技術理論成果落地應用，形成從芯片、算法到硬件、軟件的傳感器全生態(tài)鏈掌控能力，才能形成獨有知識產權‘護城河’?！崩铢i表示，“既要增強自主研發(fā)能力，同時也要加快建設電力智能傳感高水平科技創(chuàng)新平臺，夯實技術研發(fā)與產品產業(yè)的內生紐帶和協同機制，形成健康完善、富有活力的電力傳感生態(tài)體系?！?br /> 從“進口通用”轉向“自主專用”
隨著能源互聯網建設和電網數字化轉型的推進，電網對信息感知的深度、廣度和密度提出了更高要求，電力智能傳感器的規(guī)?；瘧茫兄谔嵘娋W運行管理水平，構建靈活、穩(wěn)定和安全的能源網絡。
李鵬認為，電力智能傳感器可實現電網狀態(tài)量的實時測量反饋與動態(tài)調整，完成信息的智能感知和故障的智能自愈，為降本增效及高質量供電等控制決策提供終端支持和信息支撐，實現電網的深度感知，保障智能電網在復雜網絡和環(huán)境下的安全可靠高效運行。
實際上，電網的數字化轉型除了需要智能傳感器這個“觸手”外，更需要電力主控芯片這個“大腦”對電網進行控制。主控芯片作為電網二次裝備核心器件，涉及千萬量級的電網關鍵裝置，長期為國外生產廠商壟斷，嚴重制約我國電網核心技術的發(fā)展。
針對此“卡脖子”問題，南方電網公司依托國家重點研發(fā)計劃，基于國產自主CPU內核和境內代工封測技術，研發(fā)了國內首個基于國產指令架構、國產內核的電力專用主控芯片“伏羲”，先后在電網控制保護、自動化、新能源等多個電網關鍵場景完成驗證及應用。
在業(yè)內看來，“伏羲”芯片的成功研發(fā)及量產，有望擺脫西方國家在知識產權方面的限制，標志著我國電力工控領域核心芯片從“進口通用”向“自主專用”轉變。
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